请问谁有椭圆周长的精确计算公式?这对天体运算的作用大吗?

圆的周长非常容易计算,因为圆的周长与其直径之比为恒定的圆周率,所以圆的直径乘以圆周率就能算出周长。在某种意义上,圆是椭圆的一种特殊形式,两个焦点重合、半长轴(a)等于半短轴(b

本文最后更新时间:  2023-05-20 08:37:00

椭圆周长是有公式的,只不过确实不是精确的。

在我国的基础教育中尽管对椭圆有相关的教学内容,比如很多高考生的噩梦——圆锥曲线,但对于椭圆的周长公式在现在的基础教育教科书里却没有出现过。

一个重要原因就是椭圆并没有直接的像圆周长那样的简洁公式,而是一个无穷级数:在求证上还涉及到参数方程,坐标变换,多重积分的运用,这些都是大学作为理工科学生才会稍微系统地学习的内容。

上式中椭圆的周长只和变量半长轴a和椭圆偏心率ε,以及i值的精确度有关系,i值越大,求出的椭圆周长越精确,但永远不是一个精确值。

天体的运动和椭圆什么关系?

宇宙中,可以说所有的天体运动轨道都有一定的偏心率,这意味着它的运动轨道就是一个椭圆,只不过“椭”的程度不同而已,而正圆的偏心率恰为0。

比如我们地球的公转轨道为0.01627,十分接近一个圆了,而冥王星的偏心率高达0.2401,彗星的轨道更是出奇的偏。

对于天体的运动轨迹,除去中心天体以外星体的影响,我们几乎可以通过超算将它的轨迹描绘的很精确。

这很容易理解,级数尽管是无穷的,但亿万位的精度我们是可以用计算机做到的,亿万位之后的精度对天体的影响可以说微乎其微。

所以有没有精确的公式并不要紧,对天体的运算精度我们可以做到基本没什么误差了。但实际上的天体除了受中心引力源的影响,还有周围其他天体引力的影响,这会使得天体产生进动之类的位移,这时候的椭圆将之不“椭”。

对于这么一个在数学上是没有确切的空间解的多体问题,精度是不可能很高的。

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